車聯(lián)網(wǎng)-通訊網(wǎng)絡(luò)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

劉溝村圖書館 2019-07-24

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使汽車更加智能化的技術(shù)屬于智能網(wǎng)絡(luò)化汽車的范疇。智能網(wǎng)絡(luò)車輛的最終目標(biāo)是無人駕駛。在這里，不僅使用各種傳感和控制技術(shù)，而且現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是必不可少的。

智能網(wǎng)絡(luò)汽車是指車輛網(wǎng)絡(luò)與智能車輛的有機(jī)結(jié)合。它是搭載先進(jìn)車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備，融合現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺智能信息交換與共享，實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效駕駛的新一代汽車。最終可以取代人工操作。

智能自行車是指基于雷達(dá)和攝像機(jī)的環(huán)境感知、基于算法計算的判斷以及電子控制機(jī)械部件的執(zhí)行。我們有更多智能自行車。車輛聯(lián)網(wǎng)受通信技術(shù)的限制，發(fā)展緩慢。5G最終會改變一切。

車聯(lián)網(wǎng)，英文稱為IOV（車聯(lián)網(wǎng)），屬于物聯(lián)網(wǎng)。V2X也源于車輛網(wǎng)絡(luò)，這意味著車輛與外部世界交換信息，車輛與其他車輛（V2V）、設(shè)備（V2D）和基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）交換信息。

隨著5G技術(shù)的成熟，網(wǎng)絡(luò)和通信在汽車中的深度應(yīng)用將在智能汽車中發(fā)揮重要作用。

通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用以及車輛網(wǎng)絡(luò)在汽車中的應(yīng)用主要有三個方面：

汽車內(nèi)部通訊

車內(nèi)網(wǎng)

對于不同狀態(tài)下的汽車、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、輪胎氣壓、照明聲音、車輛攝像頭等，傳感器采集產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。準(zhǔn)確獲取狀態(tài)數(shù)據(jù)是實現(xiàn)所有智能化的前提。

有了數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)就可以傳輸，形成車內(nèi)局域網(wǎng)。

CAN總線，實現(xiàn)車輛信息共享，汽車發(fā)動機(jī)，自動變速器，ABS，安全氣囊。

LIN總線用于分布式電子控制系統(tǒng)、照明報警、電動門窗。

Intranet是基于CAN/LIN總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化車輛網(wǎng)絡(luò)。CAN/LIN總線集成技術(shù)成熟、可靠、實時、靈活。車內(nèi)各電氣和電子單元之間的狀態(tài)信息和控制信號通過內(nèi)部網(wǎng)實現(xiàn)傳輸，使車輛實現(xiàn)動態(tài)傳感、故障診斷和智能控制功能。

CAN/LIN總線技術(shù)使車內(nèi)智能傳感器能夠連接車上的有線和無線設(shè)備，更好地實現(xiàn)車輛的“安全、娛樂、節(jié)能”三大功能。

汽車的外部通訊能力

車際網(wǎng) DSRC vs LTE-V

V2X技術(shù)是車輛聯(lián)網(wǎng)的核心，為無人駕駛車奠定了基礎(chǔ)，并進(jìn)入了快速發(fā)展時期。

V2X滿足交通安全、道路和車輛信息管理、智能城市等要求。它是車輛組網(wǎng)和智能網(wǎng)絡(luò)汽車組網(wǎng)的核心技術(shù)。

車輛間網(wǎng)絡(luò)（V2X）是基于短距離通信技術(shù)的車輛（V2V）、車輛道路（V2R）和車輛行人（V2P）網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)了車輛與周圍交通環(huán)境之間的信息傳輸，獲取實時路況、道路、行人等一系列交通信息。使車輛能夠感知駕駛環(huán)境，識別危險，實現(xiàn)智能控制等功能，提高駕駛安全性。完善，減少擁堵，提高交通效率。

車輛經(jīng)常在長距離和大范圍內(nèi)高速行駛，這就要求非常高的通信要求。

V2X是一種基于無線局域網(wǎng)通信技術(shù)協(xié)議的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)V2X的主要通信技術(shù)路線是DSRC和LTE-V。

DSRC

作為V2X的第一標(biāo)準(zhǔn)，DRSC技術(shù)已經(jīng)成熟。海外公司率先采用DSRC技術(shù)（專用短程通信）實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。專用短程通信“，短程，適用于短程通信，如果距離長，可靠性等方面都會有問題。DSRC技術(shù)實際上類似于在路邊安裝Wi-Fi，以允許車輛通過Wi-Fi進(jìn)行通信。

長期以來，DSRC一直是美國等國家的主流車輛網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，也是許多國家的主流標(biāo)準(zhǔn)。然而，只要距離較長，可靠性就會降低，顯然不能滿足車輛智能化的多重需求。

DSRC的工作原理

RSU，Road Side Unit，路側(cè)單元

OBU，On Board Unit，車載單元

ITS，Intelligent Transport System，智能交通系統(tǒng)

LTE-V

進(jìn)入21世紀(jì)后，移動通信迅速發(fā)展，即我們所使用的移動通信。技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展迅速。因此，人們開始研究移動通信技術(shù)在車輛網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用。

目前，最主流的蜂窩通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是4GLTE。

中國企業(yè)在1G時代是空白的，其次是2G時代，3G時代是突破，4G時代是同行，5G時代將是引領(lǐng)目標(biāo)。

2014年9月，LG向3GPP提交了V2X通信LTE應(yīng)用規(guī)范草案。同年12月，愛立信提交了一份加強(qiáng)LTE D2D類似服務(wù)的規(guī)范草案。（3GPP是電信行業(yè)最大的國際標(biāo)準(zhǔn)組織，也是世界上最大的標(biāo)準(zhǔn)組織。成立于1998年，目前正在推動5G標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展）

2015年，3GPP正式啟動LTE-V技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究。

2016年9月，3GPP完成了R14版LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)的制定。

LTE-V是為車輛網(wǎng)絡(luò)定制的LTE。

LTE-V依托現(xiàn)有的LTE基站，避免重復(fù)建設(shè)，工作距離遠(yuǎn)大于DSRC，提供更高的帶寬、更高的傳輸速率和更廣的覆蓋范圍。

LTE-V技術(shù)包括兩種工作模式：LTE-V-Cell和LTE-V-Direct。LTE-V-Cell需要基站作為控制中心，實現(xiàn)寬帶寬、寬覆蓋的通信，而LTE-V-Direct可以直接實現(xiàn)車輛與車輛、車輛與周圍環(huán)境節(jié)點之間的可靠通信，無需基站的支持。

DSRC和LTE-V之間的競爭非常激烈。他們都希望成為主流的車輛網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國傾向于采用LTE-V。

與DSRC標(biāo)準(zhǔn)相比，LTE-V在覆蓋率、部署成本、安全性和持續(xù)演進(jìn)等方面具有更大的優(yōu)勢。

隨著移動通信技術(shù)的進(jìn)步，對高可靠性、低延遲的要求越來越迫切。但DSRC技術(shù)不能滿足離線覆蓋、盈利模式、容量和安全性的要求。

中國積極推廣具有自主知識產(chǎn)權(quán)的LTE-V技術(shù)，有望成為未來中國汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。華為、大唐等企業(yè)正在引領(lǐng)LTE-V標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。外國LGE、關(guān)貿(mào)總協(xié)定、德意志電信和恩智浦也積極參與。預(yù)計它們將在未來主導(dǎo)V2X模塊市場。

車載移動互聯(lián)網(wǎng)

Telematics